楊立飛 魏國(guó)平 朱月林
摘要:以菜用大豆品種綠領(lǐng)95-1為試材,研究外源亞精胺(Spd)對(duì)NaCl脅迫下菜用大豆植株不同時(shí)期葉片多胺含量、膜脂過(guò)氧化、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量等的影響。結(jié)果表明,外施Spd顯著提高NaCl脅迫下菜用大豆葉片中的游離態(tài)腐胺(Put)、亞精胺(Spd)和精胺(Spm)含量;NaCl脅迫下外施Spd的菜用大豆植株葉片超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)活性均顯著高于對(duì)照植株, O-2· 產(chǎn)生速率及丙二醛(MDA)含量顯著低于對(duì)照,植株膜脂過(guò)氧化輕于對(duì)照;外施Spd植株葉片可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著高于對(duì)照。因此,亞精胺在提高菜用大豆耐鹽性方面具有重要作用。
關(guān)鍵詞:亞精胺;NaCl脅迫;膜脂過(guò)氧化;滲透調(diào)節(jié)物質(zhì);菜用大豆
中圖分類號(hào): S643.701文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2014)01-0114-03
收稿日期:2013-05-08
基金項(xiàng)目:中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)青年科技創(chuàng)新基金(編號(hào):KJ2010007)。
作者簡(jiǎn)介:楊立飛(1980—),男,山東聊城人,副教授,從事蔬菜栽培生理與生物技術(shù)研究。E-mail:lfy@njau.edu.cn。
通信作者:朱月林,教授,博士生導(dǎo)師,從事蔬菜生理與生物技術(shù)研究。 E-mail:ylzhu@njau.edu.cn。土壤鹽漬化是一個(gè)世界性的資源環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題[1-2],全世界每年因鹽堿造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)百億美元。據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界約有9×108 hm2土地有不同程度的鹽漬化,占耕地面積的20%[3],我國(guó)有1.0×107 hm2 鹽堿地,占耕地面積的6.2%。近年來(lái),隨著我國(guó)人口的增加及工業(yè)化程度的快速提高,可耕地面積急劇下降,另外,由于不合理的施肥和灌溉措施造成的良田次生鹽漬化也正在快速蔓延。
菜用大豆是我國(guó)的重要大田作物,是當(dāng)今世界上重要的植物蛋白質(zhì)來(lái)源之一,對(duì)鹽分中度敏感,耐鹽性差,在鹽脅迫條件下造成花莢敗育,落花、落莢率可達(dá)70%~90%,甚至導(dǎo)致絕收,嚴(yán)重影響其產(chǎn)量與品質(zhì),這阻礙了我國(guó)菜用大豆生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。多胺(PA)是植物中廣泛存在的一種小分子脂肪胺。植物細(xì)胞中主要多胺有亞精胺(Spd)、精胺(Spm)和游離態(tài)腐胺(Put)[4]。目前,普遍認(rèn)為PAs在植物生長(zhǎng)發(fā)育中有重要作用,而且能夠抵抗脅迫逆境[5],在鹽脅迫下PAs含量會(huì)增加,這在單子葉和雙子葉植物中均有報(bào)道,如水稻和番茄耐鹽栽培品種與鹽敏感品種相比,在鹽脅迫下Spd和Spm的含量增加[6]。然而,鹽脅迫下外施Spd對(duì)菜用大豆植株不同時(shí)期葉片多胺含量、膜脂過(guò)氧化、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量等的影響還鮮見(jiàn)報(bào)道。因此,本研究以菜用大豆為試材,測(cè)定外源Spd對(duì)鹽脅迫下植株體內(nèi)多胺含量的影響及膜脂過(guò)氧化、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的變化,分析菜用大豆葉中游離Spd的作用,以探究鹽脅迫下Spd在菜用大豆耐鹽性中的作用。
1材料和方法
1.1材料
菜用大豆栽培品種為綠領(lǐng)95-1,由南京綠領(lǐng)種子公司生產(chǎn),相對(duì)耐鹽,表面消毒劑處理后,播種在60 cm×45 cm×45 cm 營(yíng)養(yǎng)缽中,基質(zhì)為蛭石,每盆3株,使用Hoaglands營(yíng)養(yǎng)液。試驗(yàn)于2011年9月至11月在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室中進(jìn)行,晝/夜平均溫度為33 ℃/20 ℃,相對(duì)濕度65%~70%,每3 d澆1次Hoaglands營(yíng)養(yǎng)液150 mL。
1.2方法
1.2.1試驗(yàn)處理當(dāng)幼苗展開(kāi)第8~9片真葉時(shí),用含 100 mmol/L NaCl營(yíng)養(yǎng)液處理,處理如下:(a)對(duì)照組:Hoaglands營(yíng)養(yǎng)液(CK);(b)Hoaglands營(yíng)養(yǎng)液+100 mmol/L NaCl(N1);(c)Spd處理:N1+0.1 mmol/L Spd(N2)。葉面噴施0.1 mmol/L Spd,輔以0.01%(體積分?jǐn)?shù))吐溫20作為洗滌劑,對(duì)照組葉噴0.01%(體積分?jǐn)?shù))吐溫20。隨機(jī)區(qū)組,3次重復(fù)。
1.2.2測(cè)定項(xiàng)目及方法NaCl處理后每3 d,取自上向下數(shù)第4片完全展開(kāi)葉,按高洪波等方法[7]用日本產(chǎn)Shimadzu LC-10AT 型高效液相色譜儀測(cè)定1次多胺含量,層析柱為反向C18柱(150 mm×4.6 mm),64%甲醇為流動(dòng)相,流速為0.5 mL/min,柱溫為25 ℃,Shimadzu SPD-10A檢測(cè)器波長(zhǎng)為254 nm,進(jìn)樣為10 μL。腐胺(Put)、亞精胺(Spd)、精胺(Spm)標(biāo)樣購(gòu)自美國(guó)Sigma公司,以Put、Spd、Spm作標(biāo)準(zhǔn)曲線,進(jìn)行樣品Put、Spd、Spm含量的定量分析。NaCl處理后每3 d,取自上向下數(shù)第4片完全展開(kāi)葉測(cè)定生理指標(biāo),共測(cè)定5次。每處理5株分別取樣,3次重復(fù),測(cè)定時(shí)各樣品重復(fù)測(cè)定3次。氮藍(lán)四唑(NBT)光還原法測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)活性;愈創(chuàng)木酚法測(cè)定過(guò)氧化物酶(POD)活性;過(guò)氧化氫酶(CAT)活性按Cakmak等方法[8]測(cè)定;抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)活性的測(cè)定按照Nakano等方法[9]; O-2· 產(chǎn)生速率的測(cè)定參照王愛(ài)國(guó)等的方法[10];丙二醛(MDA)含量用硫代巴比妥酸法(TBA)測(cè)定;可溶性糖含量用苯酚-硫酸方法測(cè)定;可溶性蛋白質(zhì)含量用考馬斯亮藍(lán) G-250 法測(cè)定。
1.3統(tǒng)計(jì)分析
用SAS軟件進(jìn)行單因素方差分析,并用Duncans新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。
2結(jié)果與分析
2.1外源噴施Spd對(duì)NaCl脅迫下菜用大豆葉片游離態(tài)多胺含量的影響
由表1可知,在游離態(tài)腐胺含量方面,NaCl脅迫后9 d,處理植株(N1)與對(duì)照植株(CK)無(wú)差異,其余測(cè)定時(shí)期均顯著低于CK;外施Spd處理植株(N2)在3、6、9 d與CK有顯著性差異,其余測(cè)定時(shí)期與CK差異不顯著;N2除了脅迫后3 d與N1無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于N1。在游離態(tài)亞精胺含量方面,N1、N2在整個(gè)測(cè)定期間均顯著高于CK;N2與N1相比,N2在整個(gè)測(cè)定期間均顯著高于N1。在游離態(tài)精胺含量方面,N1在脅迫后3 d與CK無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2在整個(gè)測(cè)定期間均顯著高于CK和N1。在多胺總量方面,N1在脅迫后9、12、15 d顯著高于CK;N2在整個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2除了脅迫后3 d與N1無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于N1。
2.2外源噴施Spd對(duì)NaCl脅迫下菜用大豆葉片保護(hù)酶活性的影響
由表2可知,在SOD活性方面,NaCl脅迫后3 d,N1顯著高于CK,其余測(cè)定時(shí)期兩者差異不顯著;N2在整個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2除了脅迫后3 d與N1無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于N1,這說(shuō)明鹽脅迫早期對(duì)菜用大豆植株SOD活性影響較大,隨著脅迫時(shí)期的延長(zhǎng),外施Spd提高SOD活性的效果更突出。在POD活性方面,N1在整個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著低于CK;N2在脅迫后3 d和6 d顯著低于CK,其余測(cè)定時(shí)期兩者無(wú)顯著差異;N2除脅迫后3 d外,其余測(cè)定期間均顯著高于N1。在CAT方面,N1除了脅迫后3 d與CK無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2在整個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2除了脅迫后3 d與N1無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于N1。在APX活性方面,N1除了脅迫后9 d顯著高于CK外,其余測(cè)定時(shí)期兩者無(wú)顯著差異;N2在整個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2除了脅迫后3 d與N1無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于N1。上述變化表明,鹽脅迫下外源噴施Spd的菜用大豆植株酶活性較高,具有較穩(wěn)定的活性氧清除系統(tǒng),耐鹽性較強(qiáng)。
2.3外源噴施Spd對(duì)NaCl脅迫下菜用大豆葉片 O-2· 產(chǎn)生速率和MDA含量的影響
由表3可知,在NaCl脅迫下,N1的 O-2· 產(chǎn)生速率在整表1外源噴施Spd對(duì)NaCl脅迫下不同時(shí)期菜用大豆植株葉片多胺含量的影響
摘要:以菜用大豆品種綠領(lǐng)95-1為試材,研究外源亞精胺(Spd)對(duì)NaCl脅迫下菜用大豆植株不同時(shí)期葉片多胺含量、膜脂過(guò)氧化、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量等的影響。結(jié)果表明,外施Spd顯著提高NaCl脅迫下菜用大豆葉片中的游離態(tài)腐胺(Put)、亞精胺(Spd)和精胺(Spm)含量;NaCl脅迫下外施Spd的菜用大豆植株葉片超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)活性均顯著高于對(duì)照植株, O-2· 產(chǎn)生速率及丙二醛(MDA)含量顯著低于對(duì)照,植株膜脂過(guò)氧化輕于對(duì)照;外施Spd植株葉片可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著高于對(duì)照。因此,亞精胺在提高菜用大豆耐鹽性方面具有重要作用。
關(guān)鍵詞:亞精胺;NaCl脅迫;膜脂過(guò)氧化;滲透調(diào)節(jié)物質(zhì);菜用大豆
中圖分類號(hào): S643.701文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2014)01-0114-03
收稿日期:2013-05-08
基金項(xiàng)目:中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)青年科技創(chuàng)新基金(編號(hào):KJ2010007)。
作者簡(jiǎn)介:楊立飛(1980—),男,山東聊城人,副教授,從事蔬菜栽培生理與生物技術(shù)研究。E-mail:lfy@njau.edu.cn。
通信作者:朱月林,教授,博士生導(dǎo)師,從事蔬菜生理與生物技術(shù)研究。 E-mail:ylzhu@njau.edu.cn。土壤鹽漬化是一個(gè)世界性的資源環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題[1-2],全世界每年因鹽堿造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)百億美元。據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界約有9×108 hm2土地有不同程度的鹽漬化,占耕地面積的20%[3],我國(guó)有1.0×107 hm2 鹽堿地,占耕地面積的6.2%。近年來(lái),隨著我國(guó)人口的增加及工業(yè)化程度的快速提高,可耕地面積急劇下降,另外,由于不合理的施肥和灌溉措施造成的良田次生鹽漬化也正在快速蔓延。
菜用大豆是我國(guó)的重要大田作物,是當(dāng)今世界上重要的植物蛋白質(zhì)來(lái)源之一,對(duì)鹽分中度敏感,耐鹽性差,在鹽脅迫條件下造成花莢敗育,落花、落莢率可達(dá)70%~90%,甚至導(dǎo)致絕收,嚴(yán)重影響其產(chǎn)量與品質(zhì),這阻礙了我國(guó)菜用大豆生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。多胺(PA)是植物中廣泛存在的一種小分子脂肪胺。植物細(xì)胞中主要多胺有亞精胺(Spd)、精胺(Spm)和游離態(tài)腐胺(Put)[4]。目前,普遍認(rèn)為PAs在植物生長(zhǎng)發(fā)育中有重要作用,而且能夠抵抗脅迫逆境[5],在鹽脅迫下PAs含量會(huì)增加,這在單子葉和雙子葉植物中均有報(bào)道,如水稻和番茄耐鹽栽培品種與鹽敏感品種相比,在鹽脅迫下Spd和Spm的含量增加[6]。然而,鹽脅迫下外施Spd對(duì)菜用大豆植株不同時(shí)期葉片多胺含量、膜脂過(guò)氧化、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量等的影響還鮮見(jiàn)報(bào)道。因此,本研究以菜用大豆為試材,測(cè)定外源Spd對(duì)鹽脅迫下植株體內(nèi)多胺含量的影響及膜脂過(guò)氧化、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的變化,分析菜用大豆葉中游離Spd的作用,以探究鹽脅迫下Spd在菜用大豆耐鹽性中的作用。
1材料和方法
1.1材料
菜用大豆栽培品種為綠領(lǐng)95-1,由南京綠領(lǐng)種子公司生產(chǎn),相對(duì)耐鹽,表面消毒劑處理后,播種在60 cm×45 cm×45 cm 營(yíng)養(yǎng)缽中,基質(zhì)為蛭石,每盆3株,使用Hoaglands營(yíng)養(yǎng)液。試驗(yàn)于2011年9月至11月在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室中進(jìn)行,晝/夜平均溫度為33 ℃/20 ℃,相對(duì)濕度65%~70%,每3 d澆1次Hoaglands營(yíng)養(yǎng)液150 mL。
1.2方法
1.2.1試驗(yàn)處理當(dāng)幼苗展開(kāi)第8~9片真葉時(shí),用含 100 mmol/L NaCl營(yíng)養(yǎng)液處理,處理如下:(a)對(duì)照組:Hoaglands營(yíng)養(yǎng)液(CK);(b)Hoaglands營(yíng)養(yǎng)液+100 mmol/L NaCl(N1);(c)Spd處理:N1+0.1 mmol/L Spd(N2)。葉面噴施0.1 mmol/L Spd,輔以0.01%(體積分?jǐn)?shù))吐溫20作為洗滌劑,對(duì)照組葉噴0.01%(體積分?jǐn)?shù))吐溫20。隨機(jī)區(qū)組,3次重復(fù)。
1.2.2測(cè)定項(xiàng)目及方法NaCl處理后每3 d,取自上向下數(shù)第4片完全展開(kāi)葉,按高洪波等方法[7]用日本產(chǎn)Shimadzu LC-10AT 型高效液相色譜儀測(cè)定1次多胺含量,層析柱為反向C18柱(150 mm×4.6 mm),64%甲醇為流動(dòng)相,流速為0.5 mL/min,柱溫為25 ℃,Shimadzu SPD-10A檢測(cè)器波長(zhǎng)為254 nm,進(jìn)樣為10 μL。腐胺(Put)、亞精胺(Spd)、精胺(Spm)標(biāo)樣購(gòu)自美國(guó)Sigma公司,以Put、Spd、Spm作標(biāo)準(zhǔn)曲線,進(jìn)行樣品Put、Spd、Spm含量的定量分析。NaCl處理后每3 d,取自上向下數(shù)第4片完全展開(kāi)葉測(cè)定生理指標(biāo),共測(cè)定5次。每處理5株分別取樣,3次重復(fù),測(cè)定時(shí)各樣品重復(fù)測(cè)定3次。氮藍(lán)四唑(NBT)光還原法測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)活性;愈創(chuàng)木酚法測(cè)定過(guò)氧化物酶(POD)活性;過(guò)氧化氫酶(CAT)活性按Cakmak等方法[8]測(cè)定;抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)活性的測(cè)定按照Nakano等方法[9]; O-2· 產(chǎn)生速率的測(cè)定參照王愛(ài)國(guó)等的方法[10];丙二醛(MDA)含量用硫代巴比妥酸法(TBA)測(cè)定;可溶性糖含量用苯酚-硫酸方法測(cè)定;可溶性蛋白質(zhì)含量用考馬斯亮藍(lán) G-250 法測(cè)定。
1.3統(tǒng)計(jì)分析
用SAS軟件進(jìn)行單因素方差分析,并用Duncans新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。
2結(jié)果與分析
2.1外源噴施Spd對(duì)NaCl脅迫下菜用大豆葉片游離態(tài)多胺含量的影響
由表1可知,在游離態(tài)腐胺含量方面,NaCl脅迫后9 d,處理植株(N1)與對(duì)照植株(CK)無(wú)差異,其余測(cè)定時(shí)期均顯著低于CK;外施Spd處理植株(N2)在3、6、9 d與CK有顯著性差異,其余測(cè)定時(shí)期與CK差異不顯著;N2除了脅迫后3 d與N1無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于N1。在游離態(tài)亞精胺含量方面,N1、N2在整個(gè)測(cè)定期間均顯著高于CK;N2與N1相比,N2在整個(gè)測(cè)定期間均顯著高于N1。在游離態(tài)精胺含量方面,N1在脅迫后3 d與CK無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2在整個(gè)測(cè)定期間均顯著高于CK和N1。在多胺總量方面,N1在脅迫后9、12、15 d顯著高于CK;N2在整個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2除了脅迫后3 d與N1無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于N1。
2.2外源噴施Spd對(duì)NaCl脅迫下菜用大豆葉片保護(hù)酶活性的影響
由表2可知,在SOD活性方面,NaCl脅迫后3 d,N1顯著高于CK,其余測(cè)定時(shí)期兩者差異不顯著;N2在整個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2除了脅迫后3 d與N1無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于N1,這說(shuō)明鹽脅迫早期對(duì)菜用大豆植株SOD活性影響較大,隨著脅迫時(shí)期的延長(zhǎng),外施Spd提高SOD活性的效果更突出。在POD活性方面,N1在整個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著低于CK;N2在脅迫后3 d和6 d顯著低于CK,其余測(cè)定時(shí)期兩者無(wú)顯著差異;N2除脅迫后3 d外,其余測(cè)定期間均顯著高于N1。在CAT方面,N1除了脅迫后3 d與CK無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2在整個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2除了脅迫后3 d與N1無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于N1。在APX活性方面,N1除了脅迫后9 d顯著高于CK外,其余測(cè)定時(shí)期兩者無(wú)顯著差異;N2在整個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2除了脅迫后3 d與N1無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于N1。上述變化表明,鹽脅迫下外源噴施Spd的菜用大豆植株酶活性較高,具有較穩(wěn)定的活性氧清除系統(tǒng),耐鹽性較強(qiáng)。
2.3外源噴施Spd對(duì)NaCl脅迫下菜用大豆葉片 O-2· 產(chǎn)生速率和MDA含量的影響
由表3可知,在NaCl脅迫下,N1的 O-2· 產(chǎn)生速率在整表1外源噴施Spd對(duì)NaCl脅迫下不同時(shí)期菜用大豆植株葉片多胺含量的影響
摘要:以菜用大豆品種綠領(lǐng)95-1為試材,研究外源亞精胺(Spd)對(duì)NaCl脅迫下菜用大豆植株不同時(shí)期葉片多胺含量、膜脂過(guò)氧化、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量等的影響。結(jié)果表明,外施Spd顯著提高NaCl脅迫下菜用大豆葉片中的游離態(tài)腐胺(Put)、亞精胺(Spd)和精胺(Spm)含量;NaCl脅迫下外施Spd的菜用大豆植株葉片超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)活性均顯著高于對(duì)照植株, O-2· 產(chǎn)生速率及丙二醛(MDA)含量顯著低于對(duì)照,植株膜脂過(guò)氧化輕于對(duì)照;外施Spd植株葉片可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著高于對(duì)照。因此,亞精胺在提高菜用大豆耐鹽性方面具有重要作用。
關(guān)鍵詞:亞精胺;NaCl脅迫;膜脂過(guò)氧化;滲透調(diào)節(jié)物質(zhì);菜用大豆
中圖分類號(hào): S643.701文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2014)01-0114-03
收稿日期:2013-05-08
基金項(xiàng)目:中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)青年科技創(chuàng)新基金(編號(hào):KJ2010007)。
作者簡(jiǎn)介:楊立飛(1980—),男,山東聊城人,副教授,從事蔬菜栽培生理與生物技術(shù)研究。E-mail:lfy@njau.edu.cn。
通信作者:朱月林,教授,博士生導(dǎo)師,從事蔬菜生理與生物技術(shù)研究。 E-mail:ylzhu@njau.edu.cn。土壤鹽漬化是一個(gè)世界性的資源環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題[1-2],全世界每年因鹽堿造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)百億美元。據(jù)統(tǒng)計(jì),全世界約有9×108 hm2土地有不同程度的鹽漬化,占耕地面積的20%[3],我國(guó)有1.0×107 hm2 鹽堿地,占耕地面積的6.2%。近年來(lái),隨著我國(guó)人口的增加及工業(yè)化程度的快速提高,可耕地面積急劇下降,另外,由于不合理的施肥和灌溉措施造成的良田次生鹽漬化也正在快速蔓延。
菜用大豆是我國(guó)的重要大田作物,是當(dāng)今世界上重要的植物蛋白質(zhì)來(lái)源之一,對(duì)鹽分中度敏感,耐鹽性差,在鹽脅迫條件下造成花莢敗育,落花、落莢率可達(dá)70%~90%,甚至導(dǎo)致絕收,嚴(yán)重影響其產(chǎn)量與品質(zhì),這阻礙了我國(guó)菜用大豆生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。多胺(PA)是植物中廣泛存在的一種小分子脂肪胺。植物細(xì)胞中主要多胺有亞精胺(Spd)、精胺(Spm)和游離態(tài)腐胺(Put)[4]。目前,普遍認(rèn)為PAs在植物生長(zhǎng)發(fā)育中有重要作用,而且能夠抵抗脅迫逆境[5],在鹽脅迫下PAs含量會(huì)增加,這在單子葉和雙子葉植物中均有報(bào)道,如水稻和番茄耐鹽栽培品種與鹽敏感品種相比,在鹽脅迫下Spd和Spm的含量增加[6]。然而,鹽脅迫下外施Spd對(duì)菜用大豆植株不同時(shí)期葉片多胺含量、膜脂過(guò)氧化、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量等的影響還鮮見(jiàn)報(bào)道。因此,本研究以菜用大豆為試材,測(cè)定外源Spd對(duì)鹽脅迫下植株體內(nèi)多胺含量的影響及膜脂過(guò)氧化、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的變化,分析菜用大豆葉中游離Spd的作用,以探究鹽脅迫下Spd在菜用大豆耐鹽性中的作用。
1材料和方法
1.1材料
菜用大豆栽培品種為綠領(lǐng)95-1,由南京綠領(lǐng)種子公司生產(chǎn),相對(duì)耐鹽,表面消毒劑處理后,播種在60 cm×45 cm×45 cm 營(yíng)養(yǎng)缽中,基質(zhì)為蛭石,每盆3株,使用Hoaglands營(yíng)養(yǎng)液。試驗(yàn)于2011年9月至11月在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室中進(jìn)行,晝/夜平均溫度為33 ℃/20 ℃,相對(duì)濕度65%~70%,每3 d澆1次Hoaglands營(yíng)養(yǎng)液150 mL。
1.2方法
1.2.1試驗(yàn)處理當(dāng)幼苗展開(kāi)第8~9片真葉時(shí),用含 100 mmol/L NaCl營(yíng)養(yǎng)液處理,處理如下:(a)對(duì)照組:Hoaglands營(yíng)養(yǎng)液(CK);(b)Hoaglands營(yíng)養(yǎng)液+100 mmol/L NaCl(N1);(c)Spd處理:N1+0.1 mmol/L Spd(N2)。葉面噴施0.1 mmol/L Spd,輔以0.01%(體積分?jǐn)?shù))吐溫20作為洗滌劑,對(duì)照組葉噴0.01%(體積分?jǐn)?shù))吐溫20。隨機(jī)區(qū)組,3次重復(fù)。
1.2.2測(cè)定項(xiàng)目及方法NaCl處理后每3 d,取自上向下數(shù)第4片完全展開(kāi)葉,按高洪波等方法[7]用日本產(chǎn)Shimadzu LC-10AT 型高效液相色譜儀測(cè)定1次多胺含量,層析柱為反向C18柱(150 mm×4.6 mm),64%甲醇為流動(dòng)相,流速為0.5 mL/min,柱溫為25 ℃,Shimadzu SPD-10A檢測(cè)器波長(zhǎng)為254 nm,進(jìn)樣為10 μL。腐胺(Put)、亞精胺(Spd)、精胺(Spm)標(biāo)樣購(gòu)自美國(guó)Sigma公司,以Put、Spd、Spm作標(biāo)準(zhǔn)曲線,進(jìn)行樣品Put、Spd、Spm含量的定量分析。NaCl處理后每3 d,取自上向下數(shù)第4片完全展開(kāi)葉測(cè)定生理指標(biāo),共測(cè)定5次。每處理5株分別取樣,3次重復(fù),測(cè)定時(shí)各樣品重復(fù)測(cè)定3次。氮藍(lán)四唑(NBT)光還原法測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)活性;愈創(chuàng)木酚法測(cè)定過(guò)氧化物酶(POD)活性;過(guò)氧化氫酶(CAT)活性按Cakmak等方法[8]測(cè)定;抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)活性的測(cè)定按照Nakano等方法[9]; O-2· 產(chǎn)生速率的測(cè)定參照王愛(ài)國(guó)等的方法[10];丙二醛(MDA)含量用硫代巴比妥酸法(TBA)測(cè)定;可溶性糖含量用苯酚-硫酸方法測(cè)定;可溶性蛋白質(zhì)含量用考馬斯亮藍(lán) G-250 法測(cè)定。
1.3統(tǒng)計(jì)分析
用SAS軟件進(jìn)行單因素方差分析,并用Duncans新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。
2結(jié)果與分析
2.1外源噴施Spd對(duì)NaCl脅迫下菜用大豆葉片游離態(tài)多胺含量的影響
由表1可知,在游離態(tài)腐胺含量方面,NaCl脅迫后9 d,處理植株(N1)與對(duì)照植株(CK)無(wú)差異,其余測(cè)定時(shí)期均顯著低于CK;外施Spd處理植株(N2)在3、6、9 d與CK有顯著性差異,其余測(cè)定時(shí)期與CK差異不顯著;N2除了脅迫后3 d與N1無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于N1。在游離態(tài)亞精胺含量方面,N1、N2在整個(gè)測(cè)定期間均顯著高于CK;N2與N1相比,N2在整個(gè)測(cè)定期間均顯著高于N1。在游離態(tài)精胺含量方面,N1在脅迫后3 d與CK無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2在整個(gè)測(cè)定期間均顯著高于CK和N1。在多胺總量方面,N1在脅迫后9、12、15 d顯著高于CK;N2在整個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2除了脅迫后3 d與N1無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于N1。
2.2外源噴施Spd對(duì)NaCl脅迫下菜用大豆葉片保護(hù)酶活性的影響
由表2可知,在SOD活性方面,NaCl脅迫后3 d,N1顯著高于CK,其余測(cè)定時(shí)期兩者差異不顯著;N2在整個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2除了脅迫后3 d與N1無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于N1,這說(shuō)明鹽脅迫早期對(duì)菜用大豆植株SOD活性影響較大,隨著脅迫時(shí)期的延長(zhǎng),外施Spd提高SOD活性的效果更突出。在POD活性方面,N1在整個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著低于CK;N2在脅迫后3 d和6 d顯著低于CK,其余測(cè)定時(shí)期兩者無(wú)顯著差異;N2除脅迫后3 d外,其余測(cè)定期間均顯著高于N1。在CAT方面,N1除了脅迫后3 d與CK無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2在整個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2除了脅迫后3 d與N1無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于N1。在APX活性方面,N1除了脅迫后9 d顯著高于CK外,其余測(cè)定時(shí)期兩者無(wú)顯著差異;N2在整個(gè)測(cè)定時(shí)期均顯著高于CK;N2除了脅迫后3 d與N1無(wú)顯著差異外,其余測(cè)定時(shí)期均顯著高于N1。上述變化表明,鹽脅迫下外源噴施Spd的菜用大豆植株酶活性較高,具有較穩(wěn)定的活性氧清除系統(tǒng),耐鹽性較強(qiáng)。
2.3外源噴施Spd對(duì)NaCl脅迫下菜用大豆葉片 O-2· 產(chǎn)生速率和MDA含量的影響
由表3可知,在NaCl脅迫下,N1的 O-2· 產(chǎn)生速率在整表1外源噴施Spd對(duì)NaCl脅迫下不同時(shí)期菜用大豆植株葉片多胺含量的影響